Водяное отопление: преимущества и недостатки

Рассмотрим, чем отличается водяное отопление от других видов отопления домов, в чем его особенности, какие недостатки, и есть ли перспективы применения в жилом строительстве.

Что такое система водяного отопления

В основе систем водяного отопления лежит принцип конвекционного переноса тепла от жидкого теплоносителя – воды или пара окружающему воздуху. Котел греет воду, горячая вода или пар поступают в трубы и радиаторы, установленные по всем помещениям дома. После чего тепло от горячих ребер или секций радиаторов конвекционным путем распространяется вверх. На его место снизу вдоль пола подтягивается холодный воздух, и нагреваясь уходит верх.

Существуют системы водяного отопления, где организована принудительная циркуляция воды, и системы с гравитационной циркуляцией (самотечные). В первых воду заставляет циркулировать в замкнутой системе циркуляционный насос, во вторых – вода движется самотеком по трубам с небольшим уклоном. Различают также 1-трубные и 2-хтрубные схемы разводки.

До недавнего времени паровое отопление было достаточно популярным. Но в последнее десятилетие, когда все коммунальные технологии ориентированы на энергосбережение, становятся популярными более экономичные низкотемпературные системы теплоснабжения.

Особенности и недостатки парового отопления

Рассмотрим, как организовано отопление зданий паром, как внедрить паровое отопление, его плюсы и минусы. Воду до парообразного состояния (более 100 градусов) подогревает котел, после чего горячий пар под высоким давлением поступает в трубы и батареи, расположенные во всех помещениях здания. Там пар нагревает радиаторы, тепло отдается окружающей среде – воздуху, пар охлаждается и вода конденсатом поступает назад в котел.

Наиболее часто в домах с паровым отоплением устанавливались комплекты чугунных радиаторов, соединенных стальными трубами.

Для работы с паром не допускается применять пластиковые трубы, поскольку они не рассчитаны на высокие давления и температуры.

Современный радиатор парового отопления может быть изготовлен из чугуна, стали или алюминиевых сплавов, он отличается прочностью и рассчитан на высокие давления.

Достоинства

• Паровое отопление организовывается на любом котле, догревающем воду до пара, – на дровах, мазуте, угле или газе.
• Горячая вода или пар – самый доступный и теплоноситель.
• Быстрый прогрев батарей.
• Простота монтажа.

Недостатки

• Паровые радиаторы подвержены высокому давлению пара и высокой температуре.
• Существует опасность поражения людей и имущества при прорывах теплосети парового отопления.
• При установке требуется специальное помещение для котла и нормативная вентиляция.
• Угроза прорыва перегретого пара из трещин в трубах или радиаторах.
• Больше прогревается верхняя часть помещений, а не пространство у пола.
• Недостаточный контроль за температурой в помещениях.
• Перегретый теплоноситель угрожает коррозией и сокращает срок службы системы радиаторов.
• К недостаткам относят и громоздкость котлов, и неконтролируемость парового отопления.

Раньше под паровым отоплением понимали централизованное теплоснабжение многоквартирных и частных домов. В последнее десятилетие вместо нагретого пара с температурой выше ста градусов в централизованных или индивидуальных системах теплоснабжения чаще применяют подогретую воду. Это исключает возможность ожогов при прорыве теплотрассы или радиатора.

Изучив плюсы и минусы парового отопления, переходим к более современным системам водяного отопления.

Водяная система отопления: плюсы и минусы

Водяное отопление дома, где в качестве источника тепла используется газовый, твердотопливный или электрический котел, имеет множество достоинств. Такая система индивидуального обогрева и приготовления горячей воды особенно выгодна для внедрения в частных домах. Вода, прогреваемая котлом до температуры 50 – 80 градусов, принудительно или естественным путем циркулирует в системе радиаторов или в контурах теплого пола. Такое автономное теплоснабжение более экономично, поскольку не требуется подогрев воды до парообразного состояния, нет длинных теплотрасс и потерь тепла. В качестве доводчиков тепла разрешено использовать современные стальные или чугунные радиаторы, а также радиаторы из алюминиевых сплавов. Разводку выполняют медными, стальными или пластиковыми трубами.

Как провести водяное отопление в частном доме? Еще десять лет назад, когда газ был подешевле, угля хватало, проблем это не вызывало. Сейчас, тенденции энергосбережения выходят на первый план и экономия ископаемых видов топлива становится все более популярной и необходимой. Для теплоснабжения частных домов все чаще вместо газовых и электрических котлов устанавливают тепловые насосы, наиболее экономичные в эксплуатации и полнофункциональные источники тепла, горячей воды и холода.

В качестве систем распределения тепла в спальне, ванной, на кухне, в гостиной или детской

устанавливаются системы водяных теплых полов, нагревающие слой воздуха в нижней, самой комфортной для людей, части комнат. Для улучшения теплоотдачи выбирают покрытия пола с высокими показателями теплопроводности, например плитку. Кроме плитки на «теплые полы» укладывают и деревянные покрытия, и линолеум, и ковролин.

Достоинства

• Водяное отопление в частном доме с циркуляционными насосами и двухтрубной схемой соединения радиаторов равномерно прогревает все комнаты.
• Термостаты настенные и встроенные, термоголовки и автоматика современного котла точно поддерживают нужную температуру в отдельных комнатах.
• Возможность устройства индивидуального автономного отопления в квартирах многоэтажного дома, спроектированного под такой вид отопления.
• Часто реализуются проекты водяного отопления с системами теплых полов и контурами радиаторов.
• Теплые полы с водой в качестве теплоносителя гораздо дешевле в эксплуатации, чем электрические обогреватели.
• Бесшумная работа систем водяного отопления в отличие от воздушных систем.
• Вода в системе водяного индивидуального отопления циркулирует по замкнутому кругу, не откладываются осадок или загрязнения из общей сети.

Недостатки

• Высокие текущие затраты на обогрев при работе с газовым или электрическим котлом из-за высоких тарифов.
• Угроза прорыва и затопления из-за повреждения системы водяных теплых полов, труб или радиаторов.
• Высокие требования к проектированию систем, обслуживанию и ремонту газовых котлов и твердотопливных котлов, необходимость разрешений от электросетей для установки электрокотла.
• Есть угроза замерзания воды в трубах и радиаторах в зимний период, когда дом не отапливается.
• Недолгий срок эксплуатации котельного оборудования: до 10-15 лет.
• Монтаж проводят только квалифицированные специалисты.

Современное водяное отопление частного дома

Водяное отопление в частном коттедже или особняке, на даче или в квартире имеет свои недостатки. Однако такие системы теплоснабжения продолжают устанавливать и в возводимых новых домах, и в реконструируемых зданиях. Вода, как доступный и дешевый теплоноситель с высокими показателями теплоемкости, остается незаменимой в современном жилом строительстве. Остается выбрать только наиболее экономичный в работе источник тепла. И в настоящее время для этих целей все чаще выбирают тепловые насосы «воздух-вода». Это наиболее выгодный вариант с наивысшими показателями энергоэффективности.

Тепловые насосы обогревают дом или квартиру в 3-5 раз дешевле, чем любые другие источники тепла. В теплонасосных системах теплоноситель для водяного теплого пола и радиаторов подогревается до 45-55 градусов, что сокращает энергозатраты на отопление и подогрев воды.

Кроме того, работая с водяными вентиляторными доводчиками – фанкойлами, они охлаждают помещения дома в летний период, поддерживая комфортную температуру.

Интеллектуальные пульты управления позволяют программировать режимы для каждого помещения в отдельности или для дома в целом.

Низкотемпературные системы тепло-холодоснабжения, реализованные по системе «тепловой насос — водяные теплые полы — фанкойлы», имеют перспективы для широкого внедрения и являются наиболее экономичным климатическим оборудованием для комфорта летом и зимой.

Выводы

Водяное отопление не теряет актуальности и остается выгодным и в настоящее время. Выбирая современные источники тепла – конденсационные газовые котлы, котлы на биотопливе, современные тепловые насосы, вы получаете экономичную и удобную систему отопления с наивысшим уровнем комфорта.

Перечень основных видов водяного отопления: плюсы и минусы естественной и принудительной циркуляции

Водяное отопление — замкнутая система, в которой основным теплоносителем является вода. Она переносит тепловую энергию от генератора к радиаторам или батареям. Для доставки существует несколько схем разводки, различающихся сложностью монтажа, количеством материалов, требуемых для установки, эффективностью.

Принцип работы автономного отопления

В системе индивидуального обогрева частного дома постоянно циркулирует теплоноситель — жидкость, передающая тепловую энергию от генератора к удаленным комнатам. В качестве теплоносителя выступает антифриз или отфильтрованная вода.

Антифриз не замерзает при температуре воздуха ниже нуля, за счет включения в состав пропиленгликоля или этиленгликоля.

Теплоноситель циркулирует по контуру, являющимся замкнутым трубопроводом. В состав контура входят: нагревательный элемент, насосы, краны и другие элементы. В зависимости от схемы теплоноситель движется в двух направлениях:

1. Прямое движение – циркуляция жидкости от котла к батареям или радиаторам.
2. Обратный ток – жидкость, отдавшая тепло прибору водяного отопления, движется по направлению к нагревательному элементу.

Приборы водяного отопления (радиаторы, батареи, теплый пол) – оборудование, передающее тепло в атмосферу комнаты.

Схема Ленинградка

Циркуляция теплоносителя осуществляется по трубам, различающимся материалом и диаметром в зависимости от схемы разводки:

1. Металлический трубопровод редко устанавливают из-за постепенного ржавления, краткого срока эксплуатации. Монтируется только на резьбовых соединениях.
2. Медные трубы. Отличаются долговечностью, надежностью. Выдерживают перепады температуры, высокое давление. Для соединения требуется пайка — метод высокотемпературного припоя с включениями серебра. После монтажа, трубы можно скрыть в стене. Медь отличается высокой стоимостью.
3. Трубы из полимерных материалов (полипропиленовые и полиэтиленовые). Главное преимущество — простота монтажа. Трубы из полипропилена дешевый материал, однако не ржавеют. Если регулярно проводить промывку, эффективно работают несколько лет.
4. Металлопластиковые изделия состоят из пластика и алюминия. Монтируются за счет резьбы, иногда с использованием прессовых соединений. К недостаткам можно отнести высокий коэффициент расширения под действием тепла. Если температура теплоносителя резко изменится, трубы потрескаются.

Отопление с естественной циркуляцией

Особенность схем с естественной циркуляцией — отсутствие наносов. Отопительная сеть с естественным движением теплоносителя работает за счет физического эффекта диффузии или расширения воды при повышении температуры.

1. Нагревательный элемент согревает жидкость. Из-за меньшей плотности теплая жидкость переносится более холодной вверх.
2. При подъеме в верхний участок внутреннего контура, вода самотеком проходит по основным элементам и возвращается к котлу. Во время движения, теплоноситель передает энергию приборам водяного обогрева, когда попадает в теплообменник имеет более высокую плотность, вытесняет следующую порцию воды.

Преимущества самотечного отопления

Такой вид отопления используется давно.

1. Низкая цена. Не требуется монтаж циркуляционных насосов.
2. Простота установки и ремонта. При необходимости сеть полностью монтируется самостоятельно.
3. Самотечное отопление может функционировать без электричества.
4. Практически нет издаваемого шума.

Недостатки отопления

1. Невозможность использования в помещениях с большой этажностью или габаритами.
2. Существенная разница температуры в отопительных приборах. Чем дальше помещение удалено от котла, тем ниже температура.
3. Трудно регулировать нагрев. Система функционирует при температуре воды в котле выше 50 градусов. Снизить температуру невозможно. Погрешность при монтаже теплорегуляторов будет существенной.

По этой причине схемы применяются редко.

Отопление с принудительной схемой

Схема с принудительной циркуляцией включает оборудование – насос или помпу, повышающие скорость движения жидкости в трубопроводе без повышения давления.

Принудительная схема отопления

1. Возможность обогрева больших помещений. Если в доме больше одного этажа, можно использовать только принудительную циркуляцию.
2. Систему можно сделать сложнее. Насос ускоряет движение воды, можно увеличить количество поворотов.
3. Возможно использование труб меньшего диаметра. Эффективность обогрева не снижается, конструкции выглядят аккуратнее.
4. Для отопления менее критично наличие воздуха в системе. Если в сети с естественной циркуляцией попадает воздух, возможна полная остановка движения теплоносителя. Потребуется установить расширительные баки с системами спуска воздуха.
5. Можно использовать более легкие и дешевые пластиковые или полипропиленовые трубы.
6. Трубопровод можно спрятать под перекрытием.

Виды водяных отопительных схем разводки

Существует несколько типов закрытых отопительных систем, различающихся способом подключения. Разновидности отличаются стоимостью монтажа, эффективностью.

Насос с принудительной схемой отопления

Однотрубные

Теплоноситель выходит из котла по одной трубе, поочередно достигает радиаторы и батареи. Отдает тепловую энергию, возвращается к котлу с обратной стороны. Главный недостаток системы — постепенное снижение температуры в следующей батарее. Систему отопления невозможно перекрыть. В случае поломки придется полностью остановить подачу горячей воды.

Ранее систему называли «ленинградка», использовали в многоквартирных домах. Достоинства — простота монтажа, трубопровод проходит по периметру дома.

Двухтрубные

В более крупных дачных строениях лучше организовать схему отопления из двух труб. Радиаторы подключаются снизу. Особенно эффективной, система становится при подключении циркуляционного насоса.

Снизить скорость остывания теплоносителя в системе можно при помощи монтажа байпасов, кранов на батареи, регулирующих подачу воды.

Главное отличие системы отопления — монтаж основной трубы к наиболее дальнему из радиаторов, от которого происходит ветвление к промежуточным батареям. После прохождения отопительной сети, теплоноситель возвращается в котел по обратному трубопроводу, обеспечивая равномерное распределение тепла по зданию.

Правильно провести двухтрубную систему отопления достаточно сложно. Однако, она обеспечит стабильное тепло в помещении.

Лучевая

Метод отличается тем, что трубопровод прокладывается под перекрытием, а не по периметру. Трубы подключаются к радиаторам отдельно. По одной подводится горячий теплоноситель, по второй — удаляется. Можно легко обеспечить отдельный температурный режим в каждой комнате. Для лучевой разводки можно монтировать трубы с меньшим диаметром.

Лучевая разводка

Если наступит аварийная ситуация на участке цепи, можно легко отключить, провести ремонт. Это упрощает замену устаревших, поврежденных модулей.

Главный недостаток лучевой разводки — сложность. Для монтажа придется выполнить подробный чертеж, провести расчет материалов. Нежелательно чтобы трубы были сильно изогнуты. Лучевая сеть лучше работает с принудительной циркуляцией.

Теплый пол

Теплый пол можно сочетать с другими методами, использовать как основной для обогрева дачи. Например, когда в комнатах монтируются батареи, а в коридоре теплый пол. Принцип функционирования заключается в прокладке под полом тонких трубок, соединенных в единую сеть. Для улучшения работы укладываются на отражающий материал, который кладется на теплоизолятор. Сверху серпантина трубок монтируется перекрытие. Комната равномерно обогревается.

Схема разводки лучше работает в комнатах с облицовкой керамической плиткой или натуральным камнем. Использовать можно только при принудительной циркуляции воды.

1. Тепло распределяется равномерно.
2. Постоянный нормальный микроклимат.
3. Незаметность отопительных элементов.

Виды котлов

Для отопления частного дома используются 3 вида котлов:

Газовые агрегаты выгодно использовать, если регион газифицирован. Существуют одноконтурные и двухконтурные модели котлов, различающиеся возможностями. Одноконтурные только согревают теплоноситель, двухконтурные одновременно предоставляют горячую воду. Однако объем жидкости ограничен, не подойдет для постоянного использования. Достоинства газовых котлов: невысокая стоимость, компактность, низкая масса. Недостаток: сложность ремонта в случае повреждения теплообменника.

Электрические модели работают за счет преобразования электроэнергии в тепловую. Стоимость ниже, чем у газовых. Намного безопаснее, работают без шума, не выделяют продуктов горения. Существует три вида нагревательных котлов, работающих на электричестве: на трубчатых электронагревателях, электродные, индукционные. Наиболее дорогие и совершенные — индукционные. Практические не образуется накипь, способны работать с любым теплоносителем. Жидкость прогревается быстро. Коэффициент полезного действия — 99%.

Твердотопливные котлы работают как традиционные печи, в которые добавляют водный контур для обогрева жидкости. Работают на торфе, дровах, угле. Устройство котла потребует установки дымохода.

Существует несколько видов отопительных сетей, различающихся эффективностью, принципом работы. Выбор зависит от размеров помещения. Перед монтажом необходимо подготовить план работ. Для циркуляции лучше смягчить воду. Можно использовать устройства – смягчители, дистиллированную воду.